Física - mecánica de fluidos

El número de Arquímedes (Ar) (no debe confundirse con la constante de Arquímedes denominada, π) se atribuye al físico griegoArquímedes en su esfuerzo de investigar el movimiento de los fluidos en función de sus diferencias de densidad. Se trata de un número adimensional de la forma:

donde:

• g = aceleración gravitacional (),
• ρ_l = densidad del fluido []
• ρ = densidad del cuerpo []
• μ = viscosidad dinámica []
• L = longitud característica de un cuerpo []

En general se utiliza en transferencia de movimiento y en particular en flotación, fluidización y movimiento debido a diferencias de densidad. Es proporcional a:

El número de Arquímedes representado por Ar, recibe este nombre en honor al físico griego Arquímedes quién fue el que descubrió dicha forma de hallar su valor, debido a que investigó el movimiento de los fluidos en función de sus diferencias de densidad. Este número es un número adimensional, que se obtiene mediante la siguiente formula: Ar= (gL³(ρ-ρl)) / μ² donde: g = aceleración gravitacional (9,81 m/s²), ρl = densidad del fluido, kg/m³ ρ = densidad del cuerpo, kg/m³ μ = viscosidad dinámica, kg/sm L = longitud característica de un cuerpo m. Entonces el número de Arquimedes, es usado en transferencia de movimiento y en particular en flotación, fluidización y movimiento, esto se debe a las diferencias de densidad que existen, lo que crea la proporcionalidad de: (Fuerzas Gravitacionales)  (Fuerzas Viscosas) Se dice que en el siglo III a.C., el rey Hierón II ordenó que le hagan una corona de oro, hecha de un lingote de puro oro. Cuando se terminó esta corona y fue entregada al rey, este noto que la corona podía haber sido sustituido en parte por plata, es por eso que el rey Hierón llama a Arquímedes, para que resuelva esta duda. Arquímedes trató de calcular la densidad de la corona para determinar si era oro puro, luego trato de conocer el volumen, pero como el rey no quería fundir la corona, Arquímedes no pudo moldearla de forma que hiciera más fácil el cálculo del volumen. Un día, cuando Arquimedes tomaba un baño en una tina, se dió cuenta que el agua subía cuando él se sumergía, empezo a asociar conceptos: él al sumergirse estaba desplazando una cantidad de agua que equivaldría a su volumen, determinando que si sumergía la corona en agua, era posible medír la cantidad de agua desplazada y asi determinar su volumen. Llegó a la conmclusión que si la densidad era menor que la del oro, se habrían agregado materiales de otra calidad. luego tomó una pieza de plata del mismo peso que la corona, y otra de oro del mismo peso que la corona, los sumergió en una vasija de agua hasta el tope, introdujo la pieza de plata y midió la cantidad de agua derramada, hizo lo mismo con la pieza de oro. Así pudo determinar qué volumen equivalía a la plata y qué volumen equivalía el oro, llegando a determinar de forma exacta la cantidad de plata y oro que tenía la corona, y demostrando que la corona estaba adulterada. Método de Arquímedes doblando el número de lados k veces(Calculando a mano llegó hasta el caso k=4) k lados valor de  (por defecto) valor de  (por exceso) 0 6 3.0000000000000000 3.4641016151377546 1 12 3.1058285412302492 3.2153903091734725 2 24 3.1326286132812382 3.1596599420975005 3 48 3.1393502030468671 3.1460862151314350 4 96 3.1410319508905096 3.1427145996453683 5 192 3.1414524722854620 3.1418730499798238 6 384 3.1415576079118575 3.1416627470568485 7 768 3.1415838921483183 3.1416101766046894 8 1.536 3.1415904632280500 3.1415970343215261 9 3.072 3.1415921059992714 3.1415937487713519 10 6.144 3.1415925166921574 3.1415929273850969 11 12.288 3.1415926193653840 3.1415927220386137 12 24.576 3.1415926450336908 3.1415926707019980 13 49.152 3.1415926514507675 3.1415926578678444 14 98.304 3.1415926530550367 3.1415926546593059 15 196.608 3.1415926534561041 3.1415926538571713 16 393.216 3.1415926535563710 3.1415926536566377 17 786.432 3.1415926535814378 3.1415926536065044 18 1.572.864 3.1415926535877044 3.1415926535939711 19 3.145.728 3.1415926535892710 3.1415926535908377 20 6.291.456 3.1415926535896625 3.1415926535900544

arrastre o fricción de fluido es la fricción entre un objeto sólido y elfluido (un líquido o gas) por el que se mueve. Para un sólido que se mueve por un fluido o gas, el arrastre es la suma de todas las fuerzas aerodinámicas o hidrodinámicas en la dirección del flujo del fluido externo. Por tanto, actúa opuestamente al movimiento del objeto, y en un vehículo motorizado esto se resuelve con el empuje.

En la astrodinámica, dependiendo de la situación, el arrastre atmosférico se puede considerar como una ineficiencia que requiere energía adicional durante el lanzamiento del objeto al espacio o como una ventaja que simplifica el regreso desde la órbita.

Un objeto que cae a través de un gas o líquido experimenta una fuerzaen sentido opuesto a su movimiento. Se alcanza la velocidad terminalcuando la fuerza de arrastre es igual a la fuerza de la gravedad que tira de él.

aspersor de Feynman, aspersor inverso de Feynman o más correctamente el aspersor inverso es un conocido experimento mental de física para explicar el funcionamiento de la inversión de un aspersor de jardín típico. Este experimento se relaciona comúnmente con el nombre de Richard Feynman, a pesar de que no planteó el problema originalmente ni dio ninguna solución, sólo ayudó a poEl problema plantea qué sucedería si un aspersor de césped se sumergiera totalmente en agua y ésta fuera absorbida a través de él, fluyendo inversamente. Inyectando agua en los extremos del aspersor se provoca un movimiento de rotación, pero los científicos aún no se ponen de acuerdo en si girará en el mismo sentido, en sentido contrario, o no girará.

Se ha debatido mucho la solución del problema.³ Al parecer el mismo Feynman lo intentó físicamente, provocando «una pequeña explosión catastrófica».² En los últimos años, el experimento se ha realizado en numerosas ocasiones, utilizando el aire como medio en torno al aspersor, demostrando que el «aspersor inverso» gira en el mismo sentido.⁴ La Universidad de Maryland también realizó el experimento en un medio acuoso de bajo rozamiento y demostró que el aspersor de hecho gira, aunque muy lentamente, en el mismo sentido.⁵ A pesar de los numerosos experimentos que se han realizado, la comunidad científica aún debate la validez de sus resultados debido a la complejidad de las fuerzas implicadas.pularizarlo en su libro ¿Está usted de broma, Sr. Feynman? y otros de sus escritos.¹ El problema original apareció en un número de Science of Mechanics de1893, propuesto por Ernst Mach.

El problema se refiere al sentido que tomará un aspersor «inverso», es decir, sumergido en agua